Axit Nitric là gì? Cấu tạo, tính chất và ứng dụng

Axit nitric là gì? Axit Nitric (HNO3) là một hợp chất hóa học có tính axit và oxy hóa mạnh được sử dụng rộng rãi hiện nay. Đặc biệt, hợp chất này ứng dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp. Vậy axit nitric là gì, nó có cấu tạo, tính chất đặc trưng gì và được ứng dụng như thế nào? Hãy cùng Karofi Việt Nam tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

Axit Nitric là gì?

Axit nitric có công thức hóa học là HNO3. Nó có tên gọi khác là axit nitric khan hoặc dung dịch nitrat hidro. HNO3 được hình thành ở trong tự nhiên và tạo ra từ những cơn mưa do sấm, sét tạo thành.

Tính chất lý hóa của axit nitric

Tính chất vật lý

Axit nitric tồn tại ở dạng lỏng hoặc khí. Chúng không màu, tan nhanh trong nước (C, 65%). Trong tự nhiên, hợp chất HNO3 sẽ có màu vàng nhạt do sự tích tụ của oxit nito. Axit nitric là một axit có tính ăn mòn cực cao. Ngoài ra, nó dễ bắt lửa và cực độc. Trong nồng độ 86& khi để ngoài không khí, HNO3 sẽ có hiện tượng khói trắng bốc lên.

Tỷ trọng của axit nitric tinh khiết là 1511 kg/m3 với nhiệt độ đông đặc là -41 độ C và nhiệt độ sôi là 83 độ C.

Khi bị ánh sáng chiếu vào, dung dịch nitrat sẽ bị phân hủy thành nito dioxit (NO2) ở nhiệt độ thường. Phản ứng này xảy ra với phương trình hóa học như sau: 

4HNO3 →  4NO2 + 2H2O + O2

Vậy nên, để bảo quản HNO3 chúng ta cần cho vào các chai lọ tối màu, tránh nơi có ánh sáng và bảo quản ở nhiệt độ 0 độ C.  

Ngoài ra, axit nitric có thể hòa tan nito dioxit thành dung dịch có màu vàng hoặc đỏ. Phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ cao. Nhờ tính chất vật lý này mà có sự ảnh hưởng không nhỏ đến các đặc trưng của HNO3. Đặc biệt, ảnh hưởng đến áp suất hơi trên chất lỏng, màu sắc dung dịch, nhiệt độ sôi,… khi phụ thuộc vào nồng độ của NO2.

Cuối cùng, khi chưng cất hỗn hợp HNO3 với H2O, chúng ta sẽ thu được azeotrope có nồng độ 68% HNO3. Chúng sôi ở nhiệt độ 120,5 độ C với 1 atm.

Tính chất hóa học

Như đã đề cập ở trên, axit nitric có công thức hóa học là HNO3. Đây là một axit khan nên chúng còn có tên là axit nitric khan. Đây là một monoaxit mạnh, có tính oxy hóa mạnh nên có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ. Nó có hằng số cân bằng axit (pKa) là -2.

Chắc hẳn bạn đã biết, HNO3 có tính chất của một axit nên HNO3 làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ. Ngoài ra, nó là một mono proton có một sự phân ly.

• Trong dung dịch, HNO3 bị điện li hoàn toàn thành các ion nitrat NO3- và một proton hydrat (ion hidroxoni)

Phương trình hóa học: H3O+ HNO3 + H2O → H3O+ + NO3-

• HNO3 tác dụng với bazơ, oxit bazơ và muối cacbonat tạo thành muối nitrat

Phương trình hóa học:

2HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O

2HNO3 + Mg(OH)2 → Mg(NO3)2 + 2H2O

2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2

• HNO3 tác dụng với hầu hết kim loại, trừ Au và Pt cho ra muối nitrat và nước

Phương trình hóa học:

Kim loại + HNO3 đặc → muối nitrat + NO + H2O ( to)

Kim loại + HNO3 loãng → muối nitrat + NO + H2O

Kim loại + HNO3 loãng lạnh → muối nitrat + H2

Mg(rắn) + 2HNO3 loãng lạnh → Mg(NO3)2 + H2 (khí)

• HNO3 tác dụng với phi kim và các nguyên tố á kim (trừ silic và halogen) cho ra nito dioxit nếu là axit nitric đậm đặc. Còn với axit loãng thì cho ra oxit nito

Phương trình hóa học:

C + 4HNO3 đặc → 4NO2 + 2H2O + CO2

P + 5HNO3 đặc → 5NO2 + H2O + H3PO4

3C + 4HNO3 loãng → 3CO2 + 4NO + 2H2O

• HNO3 tác dụng với oxit bazo, bazo, muối mà trong trường hợp này kim loại chưa lên hóa trị cao nhất

FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O

FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2

• HNO3 tác dụng với hợp chất

3H2S + 2HNO3 (>5%) → 3Skết tủa + 2NO + 4H2O

PbS + 8HNO3 đặc → PbSO4 kết tủa  + 8NO2 + 4H2O

Ag3PO4 tan trong HNO3, HgS không tác dụng với HNO3.

Mức độ nguy hiểm khi tiếp xúc với axit nitric

Những tổn thương khi tiếp xúc với HNO3

Khi hít phải hóa chất này, chúng ta sẽ bị tổn thương hệ hô hấp, có thể khiến phổi bị sưng. Còn nếu nuốt phải HNO3, cơ thể sẽ có những tổn thương nặng nề. Vùng miệng, họng, thực quản và dạ dày bị bỏng. Nhẹ có thể gây nôn mửa, tiêu chảy. Nặng có thể khiến tuần hoàn máu bị rối loạn, thậm chí là gây tử vong.

Nếu để axit nitric dây vào mắt sẽ làm tổn thương giác mạc, có thể dẫn đến mù lòa. Khi tiếp xúc với da thì chúng gây phỏng da. Phơi nhiễm lâu có thể dẫn tới ung thư.

Biện pháp xử lý sự cố do axit nitric tác động

• Hít phải axit cần di chuyển nạn nhân ra khu vực thoáng khí, ủ ấm. Sau đó để nạn nhân nằm yên rồi đưa đến cơ sở y tế gần nhất.
• Nuốt phải axit thì cần hòa tan MgO với nước hoặc sữa cùng lòng trắng trứng cho nạn nhân sử dụng rồi đưa tới cơ sở y tế gần nhất.
• Khi HNO3 bắn vào mắt cần lập tức rửa sạch mắt, kết hợp nháy mắt liên tục trong 15 phút. Sau đó, sử dụng muối natri clorua 0,9% rửa lại rồi đưa đến cơ sở y tế gần nhất.
• Khi HNO3 tiếp xúc với da cần nhanh chóng lột bỏ quần áo bị dính axit, sử dụng khăn khô lau vết thương rồi rửa lại bằng nước sạch nhiều lần. Sau đó, đưa nạn nhân đến cơ sở y tế gần nhất để điều trị.
• Axit nitric gây hỏa hoạn cần sử dụng bột khô, bình khí carbon dioxit để dập hỏa hoạn. Tiếp đến, sử dụng dung dịch kiềm để trung hòa axit. Sau đó cần nhanh chóng di chuyển thùng chứa hoặc lấy nước làm nguội các thùng chứa axit để tránh trường hợp phát nổ.
• Nếu axit nitric bị tràn hoặc rò rỉ thì cần dùng cát, đất để phủ lên chỗ axit tràn. Sau đó, sử dụng Ca(OH)2 hoặc soda khan để trung hòa axit. Cuối cùng, cần dùng nước để làm sạch khu vực hóa chất bị rò rỉ.

Những lưu ý đặc biệt quan trọng khi sử dụng HNO3

Để sử dụng axit nitric an toàn, hiệu quả, tránh tối đa rủi ro gặp phải, bạn cần lưu ý 5 điểm sau đây:

• Với tính chất hóa học là một chất oxy hóa mạnh, axit nitric khi tác dụng với cyanit, bột kim loại có thể phát nổ và tự bốc cháy khi phản ứng với turpentine.
• Ở nồng độ đậm đặc, HNO3 sẽ gây bỏng da do phản ứng với protein keratin. Vì vậy, khi da tiếp xúc với HNO3, da sẽ chuyển sang màu vàng. Còn khi được trung hòa nó sẽ chuyển sang màu cam.
• Axit nitric phản ứng mạnh với kim loại, tạo thành khí hydro gây cháy nổ trong không khí.
• Trong quá trình pha loãng axit, tuyệt đối không được đổ nước vào axit mà phải cho axit vào nước.
• Bởi tính chất không phản ứng với nhựa, nên đựng axit bằng các thùng nhựa thay cho thùng bằng kim loại. Các thùng chứa axit phải được đậy nắp kín, tránh ánh nắng mặt trời. Nên lưu trữ ở những khu vực thoáng mát, tránh xa các nguồn nhiệt.

Bởi mức độ cực kỳ nguy hiểm khi axit nitric tiếp xúc với cơ thể con người. Vì vậy, bạn nên trang bị đầy đủ thiết bị bảo hộ an toàn như kính mắt, khẩu trang, mũ, găng tay, quần áo dài tay, giày,… khi phải tiếp xúc. Ngoài ra, nên giữ nơi làm việc sạch sẽ, thông thoáng và để xa những đồ dễ cháy nổ.

Hy vọng với những thông tin trên, bạn đã trả lời được câu hỏi axit nitric là gì, tính chất lý hóa của hợp chất hóa học này cũng như cách sử dụng và lưu ý khi sử dụng. Nếu bạn còn thắc mắc nào hãy để lại câu hỏi bên dưới phần bình luận nhé.